3 / 10
Влияние высокотемпературного азотирования…
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 6
35
Высокотемпературное азотирование проводили в атмосфере азота при темпе-
ратуре на 150…200
о
С ниже начала плавления сплавов. Время выдержки 40 ч.
Микроструктуру азотированных сплавов исследовали на оптическом
(Olympus GX51) и электронном растровом (JSM-840) микроскопах с увеличени-
ями от ×100 до ×15000. Испытания на кратковременную и длительную проч-
ность проводили по ГОСТ 1497 (на разрывной машине Р-5) и ГОСТ 10145 (на
испытательной машине АИМА-5-2). Коррозионную повреждаемость оценивали
после длительной выдержки (100 ч) при 1200
о
С по микроструктуре сплава.
После высокотемпературных процессов (отжига, азотирования и последу-
ющей выдержки в атмосфере) микротвердость измеряли по методу Виккерса на
приборе EMCO–Test DuraScan 50 при нагрузке на индентор 0,98 Н на попереч-
ных шлифах. Предел погрешности при измерении микротвердости не превы-
шал 2 % среднего значения при доверительном уровне 95 %.
Результаты исследований.
На рис. 1 представлены микроструктуры листо-
вых образцов сплавов ВЖ98, ВЖ159 и ВЖ171 в состоянии поставки (после
отжига).
Рис. 1.
Микроструктура сплавов (×500) ВЖ98 (
а
), ВЖ159 (
б
) и ВЖ171 (
в
)
в состоянии поставки
После отжига сплавы ВЖ98, ВЖ159 и ВЖ171 имеют гомогенную структуру с
отдельными частицами карбидов. Сплав ВЖ98 имеет мелкое зерно (7 баллов),
ВЖ159 и ВЖ171 более крупное (6 баллов), разнозернистость отсутствует.
В результате исследования микроструктуры азотированных образцов вы-
явили, что в процессе высокотемпературного азотирования диффузия азота
происходит с обеих сторон образца к середине. В сплаве ВЖ171 (рис. 2,
а
) об-
разуются нитриды по всему объему листа. Они равномерно распределены по
сечению как в теле зерен, так и по их границам. В сплаве ВЖ98 (0,5 % масс.
титана) (рис. 2,
б
) за то же время нитриды образовались также по всему объе-
му листа, но их плотность существенно ниже, чем в сплаве ВЖ171. В сплаве
ВЖ159 ниобий и алюминий образуют с азотом частицы игольчатой формы
(рис. 2,
в
).
Для оценки влияния азотирования на механические свойства сплавов были
проведены испытания образцов на кратковременную и длительную прочность
до и после ХТО (таблица).